ZVS-PWM变换电路的设计与应用

图6-6 ZVS-PWM变换电路原理图

零电压开关—脉冲宽度调制（ZVS-PWM）变换电路也是准谐振变换电路的条件之一。图6-6是ZVS-PWM变换电路原理图。VT₁是主开关，VT₂是辅助开关，C_r、L_r分别是谐振电容和谐振电感。图6-6与图6-4相比不同之处是主开关和辅助开关是串联的，谐振电感与谐振电容也是串联的。L_P、C_P是串联振荡电路。

在图6-7中看到这样一个事实：在正脉冲信号V_g1的作用下，主开关VT₁在零电压条件下导通。电路中各点的电流、电压波形分别是：①主开关VT₁的漏—源极间电压V_DS；②主开关VT₁的输入电流I_S；③谐振电感L_r的输出电流I_Lr；④续流二极管VD的输出电压V_D；⑤主开关和辅助开关的信号电压V_g1、V_g2。(www.xing528.com)

电源电压V_S加到图6-6中的L_r和主开关VT₁上以后，电容C_r和电感L_r组成的串联谐振电路开始振荡。如果主控开关VT₁关断，辅助开关VT₂导通。当正弦周期时间t到达波形图中的T₂阶段时，振荡电感L_r中的能量开始释放，电感电流I_Lr下降，振荡电容C_r被电源充电，电容电压V_Cr上升，即V_DS上升。进入峰值后，C_r上的电能开始释放，电感电流I_Lr则以反向负增长。在t到达T₃阶段，电路停止谐振。V_DS=0就为主开关VT₁零电压导通创造了条件。V_DS=0时，续流二极管VD导通，电流由二极管正极开始向电感L_r流通，使电感电流I_Lr由负值快速上升，这一趋势一直持续到t=T₄。这时主开关VT₁的漏—源极电压V_DS为零，它的电流I_S达到I_o，实现了主开关零电压导通的目的。这就是零电压导通的工作原理。ZVS-PWM变换电路与ZCS-PWM变换电路一样，具有功耗低、效率高、工作频率高等许多优点。但从图6-7可以看出，主开关VT₁的漏—源极电压在关断时几乎是输入电压的2倍，这种电压应力对ZVS-PWM变换电路很不利。所以，在ZVS-PWM变换开关电源电路上选用耐压很高的开关功率管。

图6-7 ZVS-PWM变换电路波形图